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Wassernutzungseffizenz von Sorghum sp. im Vergleich zu Mais

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Titel<br />

<strong>Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizenz</strong> <strong>von</strong><br />

<strong>Sorghum</strong> <strong>sp</strong>. <strong>im</strong> <strong>Vergleich</strong> <strong>zu</strong> <strong>Mais</strong><br />

Steffi Knoblauch und Maria Wagner<br />

Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft<br />

Sep-13


allgemeine Aussage:<br />

<strong>Sorghum</strong>hirsen bieten ein hohes<br />

Trockenmasseertrag<strong>sp</strong>otenzial,<br />

sie sind trockentolerant und<br />

ihnen wird eine höhere<br />

Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz als <strong>Mais</strong><br />

<strong>zu</strong>ge<strong>sp</strong>rochen<br />

wärmeliebend, frostempfindlich<br />

Sep-13


Definition Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz<br />

• Die Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz (engl. water use efficiency) einer<br />

Kultur ist das Verhältnis <strong>von</strong> gebildeter Trockenmasse <strong>zu</strong>m<br />

Wasserverbrauch zwischen Aufgang und Ernte<br />

(WUE in kg Trockenmasse kg H 2 O -1 ).<br />

• Gebräuchlicher ist der Tran<strong>sp</strong>irationskoeffizient (TK), der<br />

reziproke Wert der WUE, also wieviel kg Wasser eine Pflanze<br />

durch (Evapo)-Tran<strong>sp</strong>iration verbraucht, um 1 kg TM <strong>zu</strong><br />

produzieren (kg H 2 O kg Trockenmasse -1 ).<br />

Sep-13


Steckbrief <strong>Sorghum</strong>hirsen<br />

Zucker-/Futterhirse<br />

Sudangras<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor<br />

Einzelflanzenertragstyp,<br />

Halmdicke<br />

ertragsbest<strong>im</strong>mend,<br />

Zucker- und Futtertypen<br />

schwach bestockend<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor x<br />

<strong>Sorghum</strong> sudanense<br />

Stärker bestockend,<br />

blatt- und<br />

stängelreich,<br />

Höhere TS-Gehalte,<br />

kürzere Vegetationszeit<br />

Quelle: Dr. Albrecht Roller, TFZ Straubing; Kevin Böttcher, LLFG Sachsen-Anhalt<br />

Sep-13


Lys<strong>im</strong>eterversuche<br />

Modellversuch Kleinlys<strong>im</strong>eter:<br />

Ertrag und Gärqualität,<br />

BOF-Ausschöpfung (rel.),<br />

Wasserverbrauch (rel.),<br />

Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz (rel.),<br />

Sickerwassermenge,<br />

Nährstoff-Saldo, Nährstoffaustrag<br />

Feldlys<strong>im</strong>eter:<br />

Ertrag und Gärqualitat,<br />

Wasserverbrauch,<br />

Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz,<br />

Bodenwasseraneignungsvermögen<br />

Sep-13


2008-2010 2011/12<br />

Energiemais<br />

Atletico<br />

<strong>Sorghum</strong><br />

bicolor<br />

Goliath<br />

Sudangrashybride<br />

Lussi<br />

<strong>Sorghum</strong><br />

bicolor<br />

Zerberus<br />

Aussaat 22.4/26.4. 18./21.05. 18./22.05.<br />

Aufgang 25./ 28.05. 25./ 30.05.<br />

11./15.6. 1.7./29.6. 11.7./9.7.<br />

Ernte 2.9./16.9. 29.9./19.10. 8./10.09. 29.9./11.10.<br />

Beregnungsbeginn<br />

Wachstumstage<br />

133/143 139/147 113/112 134/142<br />

Sep-13


Modellversuch Kleinlys<strong>im</strong>eter<br />

t = 1,35 m A = 0,126 m²<br />

Energiemais<br />

(Atletico)<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor<br />

(Goliath)<br />

Lehm/ Braunerde-Tschernosem aus Löß<br />

Sand/ Braunerde aus Bändersand<br />

Beginn Beregnung: Hauptwachstum<strong>sp</strong>hase<br />

Energiemais: BBCH 50<br />

Sorg. bicolor: BBCH 31<br />

Wasserversorgung<br />

1,0 PET<br />

0,6 PET<br />

0,3 PET<br />

Sep-13


Parameter<br />

Ertrag<br />

Bodenwasserausschöpfung (als Bilanzgröße, nicht als<br />

Standortgröße)<br />

Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz (Tran<strong>sp</strong>irationskoeffizient)<br />

Nied + Beregnung + Bodenwasser Wachst.-periode<br />

TK (kg H 2 O kg TM -1 ) =<br />

TM-Ertrag Wachst.-periode<br />

Sep-13


Erträge<br />

Modellversuch Kleinlys<strong>im</strong>eter<br />

Trockenmasseertrag [dt/ha]<br />

500<br />

450<br />

400<br />

350<br />

300<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

417<br />

356<br />

369<br />

269 250<br />

261 250 270<br />

212 238<br />

198<br />

138<br />

1,0 PET 0,6 PET 0,3 PET 1,0 PET 0,6 PET 0,3 PET<br />

40<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

TS-Gehalt [%]<br />

Löß<br />

Sand<br />

GD (Tukey), 5 % = 66,5<br />

TME Energiemais TME <strong>Sorghum</strong> bicolor TS Energiemais TS <strong>Sorghum</strong> bicolor<br />

Masseinheit TM in dt/ha f. besseres<br />

Verständnis, korrekt ist in g/ Gefäß<br />

Sep-13


Boden<br />

Braunerde aus Bändersand<br />

nFK<br />

radiom.<br />

Tiefe<br />

Vol.%<br />

cm<br />

Ap 0-20 Su2 8,8<br />

Ah 27 8,5<br />

Bv 62 Ss 7,0<br />

Cv1 88 Ss 7,0<br />

Cv2 119 Ss 6,8<br />

Cv3 160 6,8<br />

Braunerde-Tschernosem aus Löß<br />

Horizont<br />

Bodenart<br />

Horizont<br />

Bodenart<br />

nFK<br />

radiom.<br />

Tiefe<br />

Vol.%<br />

cm<br />

Ap 0-25 Lu 12<br />

Ah 43 Lu 13,3<br />

Ah-Bv 65 Lu 13,8<br />

Ckc1 110 Lu 13,9<br />

Ckc2 160 Lu 10,3<br />

Ckc3 195 Lu 8,8<br />

Sep-13


Bodenwasserausschöpfung auf Löß<br />

Energiemais, 1,0 PET<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor, 1,0 PET<br />

Bodentiefe [cm]<br />

15<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

2,3<br />

3,0<br />

1,8<br />

1,9<br />

1,6<br />

1,5<br />

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

Bodentiefe [cm]<br />

15<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

0,0<br />

0,9<br />

1,7<br />

2,7<br />

9,5<br />

13,0<br />

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

Energiemais, 0,6 PET<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor, 0,6 PET<br />

Bodentiefe [cm]<br />

15<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

5,6<br />

6,8<br />

7,9<br />

8,1<br />

8,0<br />

8,4<br />

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

Bodentiefe [cm]<br />

15<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

4,4<br />

7,3<br />

7,9<br />

10,4<br />

11,1<br />

11,4<br />

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

Energiemais, 0,3 PET<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor, 0,3 PET<br />

Bodentiefe [cm]<br />

15<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

10,97<br />

12,12<br />

11,61<br />

12,96<br />

9,85<br />

10,00<br />

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

Bodentiefe [cm]<br />

15<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

7,2<br />

10,4<br />

11,8<br />

13,4<br />

13,9<br />

15,1<br />

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

Sep-13<br />

Bodenwassergehalt [Vol%]<br />

Bodenwassergehalt [Vol%]


Bodenwasserausschöpfung auf Sand<br />

Energiemais, 1,0 PET<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor, 1,0 PET<br />

15<br />

4,08<br />

15<br />

0,01<br />

Bodentiefe [cm]<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

3,18<br />

2,98<br />

3,23<br />

4,13<br />

4,54<br />

Bodentiefe [cm]<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

3,10<br />

0,82<br />

0,48<br />

1,57<br />

1,05<br />

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24<br />

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24<br />

Energiemais, 0,6 PET<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor, 0,6 PET<br />

15<br />

9,22<br />

15<br />

4,68<br />

Bodentiefe [cm]<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

8,06<br />

7,50<br />

7,58<br />

6,34<br />

2,55<br />

Bodentiefe [cm]<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

3,80<br />

2,89<br />

4,44<br />

4,35<br />

4,33<br />

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24<br />

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24<br />

Energiemais, 0,3 PET<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor, 0,3 PET<br />

15<br />

9,99<br />

15<br />

3,54<br />

Bodentiefe [cm]<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

9,92<br />

9,17<br />

10,11<br />

12,13<br />

15,07<br />

Bodentiefe [cm]<br />

30<br />

50<br />

70<br />

90<br />

110<br />

4,38<br />

4,26<br />

5,53<br />

8,94<br />

10,23<br />

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24<br />

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24<br />

Sep-13<br />

Bodenwassergehalt [Vol%]<br />

Bodenwassergehalt [Vol%]


Wasserverbrauch<br />

Modellversuch Kleinlys<strong>im</strong>eter<br />

Wasserverbrauch [mm]<br />

800<br />

700<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

M. S.b. M. S.b. M. S.b. M. S.b. M. S.b. M. S.b.<br />

1,0 PET 0,6 PET 0,3 PET 1,0 PET 0,6 PET 0,3 PET<br />

Löß<br />

Sand<br />

natürlicher Niederschlag Bodenwasser Zusatzwasser<br />

Sep-13


Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz<br />

Modellversuch Kleinlys<strong>im</strong>eter<br />

Tran<strong>sp</strong>irationskoeffizient<br />

250<br />

TK [kg H2O/kg TM]<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

189<br />

150<br />

165<br />

146<br />

152<br />

143<br />

188<br />

166 164 154 149<br />

179<br />

0<br />

1,0 PET 0,6 PET 0,3 PET 1,0 PET 0,6 PET 0,3 PET<br />

Löß<br />

Sand<br />

Energiemais<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor<br />

Sep-13


Wasser-Ertrags-Beziehung<br />

Energiemais<br />

TM-Ertrag [dt/ha]<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

y = 0,3063x + 115,57<br />

R 2 = 0,604<br />

0 100 200 300 400 500 600 700 800<br />

Wasserverbrauch [mm]<br />

Modellversuch<br />

Kleinlys<strong>im</strong>eter<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor<br />

TM-Ertrag [dt/ha]<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

y = 0,6106x + 20,003<br />

R 2 = 0,8807<br />

0 100 200 300 400 500 600 700 800<br />

Wasserverbrauch [mm]<br />

Sand<br />

Löß<br />

Sep-13


Lys<strong>im</strong>eteranlage Buttelstedt<br />

Lys<strong>im</strong>eterversuch<br />

kontinuierlich wägbar; 0,05mm<br />

monolithisch befüllt<br />

A= 2m 2 , t=2 bzw. 2,5m<br />

tensionsgesteuerte bzw. gravitative<br />

Sickerwasserentnahme<br />

inmitten Feldschlag installiert,<br />

Vermeidung Oaseneffekt<br />

Boden:<br />

- Braunerde-Tschernosem (Löß),<br />

- Para-Rendzina (unt. Keuper)<br />

Wasserversorgung:<br />

- natürlicher Niederschlag (lgj. Summe: 550mm),<br />

- > 80 % nFK für Aufrechterhaltung <strong>von</strong> PET<br />

Fruchtart 2009:<br />

- <strong>Sorghum</strong> bicolor,<br />

Sorte Goliath<br />

- diff. Wasservers. ab<br />

BBCH 19, BDG 80%<br />

(17.7.), 80cm Wuchshöhe,<br />

Wasserbilanz –60mm<br />

Sep-13


Lys<strong>im</strong>eteranlage Buttelstedt<br />

inmitten eines Feldschlages<br />

installiert<br />

monolithisch befüllt<br />

Wägegenauigkeit<br />

100 g re<strong>sp</strong>. 0,05 mm<br />

Sep-13


Böden<br />

Braunerde-Tschernosem aus<br />

Löß<br />

Para-Rendzina aus<br />

unterem Keuper<br />

Ap<br />

Ah<br />

Ah-Bv<br />

Ap<br />

elCv<br />

Cc<br />

Sep-13<br />

SICKERWASSER-<br />

BESTIMMT;<br />

MATRIXFLUSS<br />

nFKwe: > 200 mm<br />

SICKERWASSER- nFKwe: > 145 mm<br />

BESTIMMT;<br />

PRÄFERENTIELLER-UND<br />

MATRIXFLUSS


Parameter<br />

Wasserverbrauch, Wasserbedarf<br />

Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz<br />

TK (kg H 2 O kg TM -1 ) =<br />

Evapotran<strong>sp</strong>iration Wachstum<strong>sp</strong>eriode<br />

TM-Ertrag<br />

Bodenwasserausschöpfung<br />

Sep-13


Erträge<br />

Boden: Braunerde-<br />

Tschernosem (Löß)<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor<br />

Silomais<br />

beregnet unberegnet unberegnet<br />

Lys 13/14<br />

Lys<br />

15/16<br />

Feld LI Feld LII Feld L Feld W<br />

Pflanzenzahl Stck./m 2 28 29 25 29 8 8<br />

Wuchshöhe cm 370 285 310 320 265 265<br />

TM-Ertrag dt/ha 304 201 143 143 201 158<br />

Sep-13


Zeitlicher Verlauf der<br />

Bodenwasserausschöpfung<br />

Tiefe (cm)<br />

0<br />

-40<br />

-60<br />

-80<br />

-100<br />

-120<br />

-140<br />

-160<br />

-180<br />

-200<br />

-220<br />

-240<br />

9-10-Blatt-Stadium,<br />

100 cm Wuchshöhe<br />

<strong>Mais</strong> <strong>Sorghum</strong><br />

7-8-Blatt-Stadium,<br />

30 cm Wuchshöhe<br />

-20 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10<br />

<strong>Sorghum</strong> bic. ber. 13<br />

<strong>Sorghum</strong> bic. ber. 14<br />

<strong>Sorghum</strong> bic. unber. 15<br />

<strong>Sorghum</strong> bic. unber. 16<br />

<strong>Sorghum</strong> bic. Feld LI<br />

<strong>Sorghum</strong> bic. Felld LII<br />

Silomais W<br />

Silomais L<br />

Boden: Braunerde-<br />

Tschernosem (Löß)<br />

Sep-13<br />

TLL Jena, Knoblauch, 2009


Tiefe und Intensität der Bodenwasserausschöpfung auf<br />

einem Braunerde-Tschernosem (Löß)<br />

30<br />

70<br />

110<br />

150<br />

190<br />

30<br />

70<br />

110<br />

150<br />

190<br />

30<br />

70<br />

110<br />

150<br />

190<br />

<strong>Sorghum</strong> bic., Lys 13<br />

beregnet, 137mm <strong>Sorghum</strong> bic. Lys 14<br />

Winterweizen, 1992, 1999<br />

9,0<br />

9,4<br />

6,5<br />

8,1<br />

8,8<br />

8,2<br />

7,2<br />

5,6<br />

3,3<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35<br />

<strong>Sorghum</strong> bic. Lys 15<br />

12,73<br />

10,90<br />

11,61<br />

10,72<br />

11,01<br />

9,24<br />

6,99<br />

3,44<br />

2,67<br />

3,02<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35<br />

<strong>Sorghum</strong> bic., Feld LI<br />

7,20<br />

4,93<br />

6,10<br />

8,26<br />

9,04<br />

7,22<br />

5,21<br />

3,3<br />

3,43<br />

1,57<br />

0,78<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35<br />

30<br />

70<br />

110<br />

150<br />

190<br />

unberegnet, 165mm<br />

30<br />

70<br />

110<br />

150<br />

190<br />

unberegnet, Feld<br />

30<br />

70<br />

110<br />

150<br />

190<br />

10,07<br />

9,18<br />

8,11<br />

9,30<br />

7,46<br />

6,63<br />

4,03<br />

6,22<br />

5,03<br />

2,43<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35<br />

<strong>Sorghum</strong> bic. Lys 16<br />

12,08<br />

11,37<br />

11,25<br />

10,01<br />

10,24<br />

9,53<br />

8,53<br />

4,50<br />

2,25<br />

1,42<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35<br />

<strong>Sorghum</strong> bic., Feld LII<br />

8,11<br />

6,62<br />

6,94<br />

7,41<br />

7,70<br />

6,02<br />

4,74<br />

2,19<br />

1,60<br />

0,9<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35<br />

0,9<br />

30<br />

70<br />

110<br />

150<br />

190<br />

30<br />

70<br />

110<br />

150<br />

190<br />

30<br />

70<br />

110<br />

150<br />

190<br />

9,4<br />

9,8<br />

7,8<br />

7,9<br />

6,6<br />

6,5<br />

5,1<br />

3,1<br />

2,3<br />

2,6<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35<br />

Silomais, Feld L<br />

11,96<br />

9,95<br />

16,70<br />

11,90<br />

6,46<br />

4,21<br />

2,43<br />

0,00<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35<br />

Silomais, Feld W<br />

12,37<br />

9,50<br />

6,96<br />

6,50<br />

5,19<br />

3,03<br />

1,01<br />

1,66<br />

0,13<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35<br />

0,83<br />

Sep-13


Zeitlicher Verlauf der Evapotran<strong>sp</strong>iration<br />

Boden: Braunerde-Tschernosem (Löß)<br />

Evapotran<strong>sp</strong>iration mm/d in der Pentade<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

7-Blatt-Stadium,<br />

30 cm Wuchshöhe<br />

Aufgang<br />

0<br />

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10<br />

Zeit<br />

unber<br />

unber<br />

ber<br />

ber<br />

Sep-13<br />

TLL Jena, Knoblauch, 2009


Zeitlicher Verlauf der Evapotran<strong>sp</strong>iration und<br />

Schwellenwert der Bodenfeuchte<br />

Evapotran<strong>sp</strong>iration mm/d in der Pentade<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

8-Knoten-Stadium,<br />

250 cm Wuchshöhe<br />

7-Blatt-Stadium,<br />

30 cm Wuchshöhe<br />

0<br />

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10<br />

Zeit<br />

110 mm Bodenwasserent<strong>zu</strong>g,<br />

bis in 120 cm Tiefe<br />

unber<br />

unber<br />

ber<br />

ber<br />

Sep-13<br />

TLL Jena, Knoblauch, 2009


Wasserverbrauch <strong>Sorghum</strong>hirse Goliath<br />

Zeitraum ET Zusatzwasser<br />

unberegnet beregnet beregnet<br />

gesamt,<br />

Aufgang bis Ernte,<br />

7.5.-1.10.<br />

Hauptwachstum<strong>sp</strong>eriode,<br />

1.7.-1.10.<br />

ab 7-8-Blatt,<br />

25 cm Wuchshöhe,<br />

30 % Bedeckungsgrad<br />

mm 480 560 165<br />

mm 412 489<br />

mm/d 4,4 5,3<br />

Sep-13<br />

TLL Jena, Knoblauch, 2009


Wasserverbrauch (mm)<br />

Wasserverbrauch<br />

0 100 200 300 400 500 600 700 800<br />

W.Weidelgras<br />

Winterraps<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor<br />

Winterweizen<br />

Zuckerrübe<br />

Weißkohl <strong>sp</strong>ät<br />

Kartoffel<br />

Silomais<br />

Sommergerste<br />

Zwiebeln<br />

Einlegegurken<br />

Weißkohl früh<br />

Blumenkohl<br />

Buschbohnen<br />

301<br />

296<br />

263<br />

219<br />

380<br />

365<br />

353<br />

352<br />

440<br />

436<br />

525<br />

560<br />

640<br />

692<br />

ET potenziell (mm)<br />

Länge Wachstumszeit (d)<br />

Sep-13<br />

TLL Jena, Knoblauch, 2009


Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz<br />

Länge der<br />

Wachstumszeit<br />

(Aufgang bis Ernte)<br />

TM Wasserverbrauch Tran<strong>sp</strong>irationskoeffizient<br />

d dt/ha mm kg H 2 O/kg TM<br />

unter potenziellen Verdunstungsbedingungen in der Hauptwachstumszeit<br />

(2,3mm/d Niederschlag+1,8mm/d Zusatzwasser+1mm/d Bodenwasser)<br />

<strong>Sorghum</strong><br />

bicolor<br />

Silomais<br />

(1993)<br />

133 304 560 184<br />

135 189 361 191<br />

unter aktuellen Verdunstungsbedingungen in der Hauptwachstumszeit, tiefgr.<br />

Braunerde-Tschernosem (Löß) (2,1mm/d Niederschlag+2mm/d Bodenwasser)<br />

<strong>Sorghum</strong><br />

bicolor<br />

133 201 480 229<br />

Sep-13<br />

TLL Jena, Knoblauch, 2009


Zusammenfassung 2008-2010<br />

• <strong>Sorghum</strong> bicolor produziert unter potenziellen<br />

Verdunstungsbedingungen und mitteldeutschem Binnenlandkl<strong>im</strong>a sehr<br />

hohe Erträge, deutlich über Energiemais. Das erfordert aber auch<br />

große Wassermengen (mittlerer Wasserverbrauch <strong>von</strong> 5,26 mm/d in<br />

Hauptwachstumszeit).<br />

• Die Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz <strong>von</strong> <strong>Sorghum</strong> bicolor ist bei<br />

ausreichender Wasserversorgung besser als die <strong>von</strong> Energiemais.<br />

• Mit abnehmenden Wasserangebot geht diese Vorzüglichkeit <strong>zu</strong>rück.<br />

Unter den Niederschlagsverhältnissen <strong>im</strong> mitteldeutschen<br />

Trockengebiet ist die WUE <strong>von</strong> Energiemais günstiger <strong>im</strong> <strong>Vergleich</strong> <strong>zu</strong><br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor. Die Erträge sind aber etwa gleich groß.<br />

• Dafür ist <strong>Sorghum</strong> bicolor mehr als <strong>Mais</strong> in der Lage, ihren<br />

Wasserbedarf durch Aufnahme <strong>von</strong> Bodenwasser <strong>zu</strong> decken. Der<br />

Schwellenwert der Bodenfeuchte liegt <strong>im</strong> Bereich <strong>von</strong> 100 mm.<br />

Sep-13


Struktur und Aufgaben des Verbundvorhabens<br />

<strong>Sorghum</strong> II (2011 – 2013)<br />

Landwirtschafts<br />

-kammer<br />

Niedersachsen<br />

Technologieund<br />

Förderzentrum<br />

Straubing<br />

Landesamt für<br />

Ländliche<br />

Entwicklung,<br />

Landwirtschaft,<br />

Flurneuordnung<br />

Brandenburg<br />

Sächsisches<br />

Landesamt für<br />

Umwelt,<br />

Landwirtschaft<br />

und Geologie<br />

Thüringer<br />

Landesanstalt<br />

für<br />

Landwirtschaft<br />

Teilprojekt 1 Teilprojekt 2 Teilprojekt 3 Teilprojekt 4<br />

Sortenversuche<br />

Evaluierung<br />

<strong>von</strong> Standort,<br />

Fruchtart und<br />

Sorte<br />

Saatzeiten,<br />

Düngung<br />

Herbizidprüfung,<br />

Praxisumfrage<br />

<strong>Sorghum</strong>anbau<br />

Anbau auf<br />

Rekultivierungsflächen<br />

Wirtschaftlichkeit<br />

Substratqualität<br />

Bioga<strong>sp</strong>otenzial<br />

Teilprojekt 5<br />

Wasserbrauch,<br />

Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz<br />

Humusreproduktion<br />

Sickerwasserbildung<br />

Nährstoffaustrag,<br />

insbes.Kippenböden<br />

Sep-13


Wasser-Ertrags-Beziehung<br />

TM-Ertrag [dt/ha]<br />

TM-Ertrag [dt/ha]<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

Sudangrashybride Lussi (2010-11)<br />

y = 0,3632x + 22,136<br />

R 2 = 0,7625<br />

0 100 200 300 400 500 600 700 800<br />

Wasserverbrauch [mm]<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor Zerberus (2010-11)<br />

y = 0,5138x + 4,4047<br />

R 2 = 0,7794<br />

TM-Ertrag [dt/ha]<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

Wagner, Knoblauch 2012<br />

<strong>Sorghum</strong> bicolor Goliath (2009-10)<br />

y = 0,6106x + 20,003<br />

R 2 = 0,8807<br />

0 100 200 300 400 500 600 700 800<br />

Wasserverbrauch [mm]<br />

Sand<br />

Löß<br />

0<br />

0 100 200 300 400 500 600 700 800<br />

Wasserverbrauch [mm]<br />

Sand<br />

Löß<br />

Gesamt-Wasserverbrauch<br />

TM-Ertrag [dt/ha]<br />

<strong>Mais</strong> Sudangrashybride <strong>Sorghum</strong> bicolor<br />

Atletico Lussi Goliath Zerberus<br />

trocken 250 mm 192 113 173 133<br />

normal 350 mm 223 149 234 184<br />

Sep-13<br />

feucht 500 mm 268 204 325 261


Bodenwasserausschöpfung Braunerde-Tschernosem<br />

(Löß) 2011<br />

<strong>Mais</strong> (Atletico, Süd)<br />

<strong>Mais</strong> (Atletico, Süd)<br />

Bodentiefe [cm]<br />

12,32<br />

30<br />

11,39<br />

12,37<br />

70<br />

11,91<br />

4,27<br />

110<br />

2,28<br />

2,24<br />

150<br />

2,05<br />

125 mm<br />

1,53<br />

190<br />

2,24<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

12,35<br />

30<br />

10,58<br />

10,63<br />

70<br />

10,44<br />

5,26<br />

110<br />

1,47<br />

1,00<br />

150<br />

1,33<br />

111 mm<br />

1,07<br />

190<br />

1,63<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

Sorg. bic. x Sorg. sud. (Lussi, Süd)<br />

Sorg. bic. x Sorg. sud. (Lussi, Nord)<br />

Bodentiefe [cm]<br />

15<br />

50<br />

90<br />

130<br />

170<br />

210<br />

8,08<br />

5,74<br />

6,12<br />

134 mm<br />

13,38<br />

11,11<br />

9,89<br />

3,55<br />

2,19<br />

3,04<br />

2,01<br />

1,93<br />

15<br />

50<br />

90<br />

130<br />

170<br />

123 mm<br />

10,39<br />

9,46<br />

8,90<br />

9,76<br />

7,19<br />

5,38<br />

4,95<br />

2,60<br />

3,15<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

Sorg. bicolor (KWS Zerberus, Süd)<br />

Sorg. bicolor (KWS Zerberus, Nord)<br />

Bodentiefe [cm]<br />

15<br />

9,48<br />

10,44<br />

50<br />

9,65<br />

8,00<br />

90<br />

7,28<br />

4,25<br />

130<br />

4,15<br />

3,09<br />

170<br />

1,94<br />

123 mm<br />

2,24<br />

210<br />

1,12<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

15<br />

9,06<br />

9,03<br />

50<br />

5,98<br />

8,47<br />

90<br />

8,53<br />

5,67<br />

130<br />

3,95<br />

2,54<br />

170<br />

3,10<br />

120 mm<br />

1,77<br />

210<br />

2,20<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

Wagner,<br />

Knoblauch<br />

2012<br />

Sep-13<br />

Bodenwassergehalt [Vol %] Bodenwassergehalt [Vol %]


Bodenwasserausschöpfung Braunerde-Tschernosem<br />

(Löß) 2012<br />

<strong>Mais</strong> (Atletico, Wdh. B) <strong>Mais</strong> (Atletico, Wdh. C)<br />

Bodentiefe [cm] Bodentiefe [cm]<br />

13,24<br />

30<br />

11,32<br />

9,67<br />

70<br />

12,16<br />

7,97<br />

110<br />

6,67<br />

5,25<br />

Bodentiefe [cm]<br />

150<br />

1,76<br />

0,44<br />

190<br />

1,10<br />

14,52<br />

30<br />

11,43<br />

7,05<br />

70<br />

9,04<br />

8,40<br />

110<br />

5,27<br />

2,24<br />

150<br />

1,00<br />

139 mm<br />

0,98<br />

115 mm<br />

120 mm<br />

190<br />

0,08<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

Sorg. bic. x Sorg. sud. (Lussi, Wdh. B) Sorg. bic. x Sorg. sud. (Lussi, Wdh. C)<br />

7,98<br />

6,59<br />

30<br />

6,61<br />

30<br />

8,12<br />

10,84<br />

8,12<br />

70<br />

9,43<br />

70<br />

13,31<br />

6,58<br />

7,97<br />

110<br />

6,15<br />

110<br />

6,19<br />

3,34<br />

4,39<br />

150<br />

0,56<br />

150<br />

1,73<br />

1,10 106 mm 0,81 122 mm 117 mm<br />

190<br />

0,77<br />

190<br />

1,24<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

Bodenart<br />

..60cm ut<br />

..78cm tu<br />

..83cm ut<br />

..200cm tu<br />

Sorg. bicolor (KWS Zerberus, Wdh. B) Sorg. bicolor (KWS Zerberus, Wdh. C)<br />

Bodentiefe [cm]<br />

9,76<br />

30<br />

9,25<br />

8,62<br />

70<br />

7,55<br />

5,58<br />

110<br />

2,59<br />

1,05<br />

150<br />

0,72<br />

0,35 91 mm<br />

190<br />

0,42<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

6,96<br />

30<br />

9,02<br />

8,73<br />

70<br />

11,25<br />

10,41<br />

110<br />

6,23<br />

4,55<br />

150<br />

4,72<br />

3,60<br />

131 mm<br />

190<br />

0,33<br />

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37<br />

Wagner,<br />

Knoblauch<br />

2012<br />

Sep-13<br />

Bodenwassergehalt [Vol %] Bodenwassergehalt [Vol %]


Bodenwasserausschöpfung Fahlerde aus Kryo-Decksand über<br />

Grundmoräne, Güterfelde 2012<br />

<strong>Mais</strong> (Atletico, Wdh. B) <strong>Mais</strong> (Atletico, Wdh. C)<br />

Bodentiefe [cm]<br />

14,38<br />

30<br />

15,09<br />

12,82<br />

70<br />

3,83<br />

1,28<br />

110<br />

0,93<br />

0,52<br />

150<br />

0,38<br />

99 mm<br />

0,41<br />

190<br />

0,01<br />

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

12,92<br />

30<br />

14,70<br />

11,26<br />

70<br />

8,13<br />

6,79<br />

110<br />

2,85<br />

0,38<br />

150<br />

0,15<br />

115 mm<br />

0,11<br />

190<br />

0,01<br />

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

Bodenart<br />

..40cm ls<br />

Bodentiefe [cm]<br />

Sorg. bic. x Sorg. sud. (Lussi, Wdh. B) Sorg. bic. x Sorg. sud. (Lussi, Wdh. C)<br />

11,69<br />

12,61<br />

30<br />

12,99<br />

30<br />

14,83<br />

12,37<br />

8,92<br />

70 9,30<br />

70<br />

5,83<br />

5,66<br />

4,27<br />

110<br />

3,88<br />

110<br />

2,21<br />

3,56<br />

1,02<br />

150<br />

2,18<br />

150<br />

0,33<br />

123 mm<br />

0,01<br />

100 mm<br />

0,13<br />

190<br />

0,03<br />

190<br />

0,07<br />

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

..90cm ll<br />

..200cm ls<br />

Sorg. bicolor (KWS Zerberus, Wdh. B)<br />

Sorg. bicolor (KWS Zerberus, Wdh. C)<br />

Bodentiefe [cm]<br />

10,36<br />

30<br />

13,80<br />

8,57<br />

70<br />

6,51<br />

7,85<br />

110<br />

5,74<br />

3,24<br />

150<br />

1,63<br />

117 mm<br />

0,70<br />

190<br />

0,22<br />

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

10,74<br />

30<br />

13,95<br />

10,73<br />

70 3,34<br />

3,11<br />

110<br />

3,69<br />

2,92<br />

150<br />

0,01<br />

0,01<br />

91 mm<br />

190<br />

0,01<br />

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34<br />

Wagner,<br />

Märtin<br />

2012<br />

Sep-13<br />

Bodenwassergehalt [Vol %] Bodenwassergehalt [Vol %]


Zusammenfassung 2012<br />

• Das Ertragsniveau wie auch die Bodenwasserausschöpfung der<br />

in Buttelstedt und Güterfelde untersuchten <strong>Sorghum</strong>sorten<br />

war an beiden Standorten ähnlich.<br />

• Bezüglich der Bodenwasserausschöpfung 2012 waren die<br />

Unterschiede zwischen den Arten und Sorten gering,<br />

tendenziell war die Bodenwasserauschöpfung unter „Lussi“<br />

am höchsten.<br />

• Im <strong>Vergleich</strong> <strong>zu</strong>m <strong>Mais</strong> war die Ausschöpfung tieferer<br />

Schichten bei den Hirsen intensiver.<br />

• Trotzdem sind die Erträge bei den untersuchten Hirsearten<br />

und –sorten niedriger als be<strong>im</strong> <strong>Mais</strong>, was das Ergebnis des<br />

Vorprojektes hinsichtlich der besseren<br />

Wassernut<strong>zu</strong>ngseffizienz <strong>von</strong> <strong>Mais</strong> unter dem Wasserangebot<br />

<strong>im</strong> Thüringer Becken bestätigt.<br />

Wagner, Märtin,<br />

Knoblauch, 2012<br />

Sep-13


Sep-13<br />

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